Verfügbarkeit: Kraftwerkstechnik

Kraftwerkstechnik: zur Nutzung fossiler, nuklearer und regenerativer Energiequellen

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Strauß, Karl 1940- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Berlin [u.a.] Springer 2006
Ausgabe:	5., völlig aktualisierte und erg. Aufl.
Schlagworte:	Kraftwerkstechnik Kernenergie Elektrische Energietechnik Kraftwerk Energieerzeugung Erneuerbare Energien Elektrizitätserzeugung Fossiler Brennstoff Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XVI, 518 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3540296662

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adam_text	KARL STRAUSS KRAFTWERKSTECHNIK ZUR NUTZUNG FOSSILER, NUKLEARER UND REGENERATIVER ENERGIEQUELLEN 5., VOELLIG AKTUALISIERTE UND EGAENZTE AUFLAGE MIT 230 ABBILDUNGEN ^UE SPRINGER INHALTSVERZEICHNIS TEIL I GRUNDLAGEN EINFUEHRUNG 3 1.1 ERSCHEINUNGSFORMEN VON ENERGIE 3 1.2 ENERGIESTROEME AUF DEX N ERDE 10 1.2.1 EINLEITUNG 10 1.2.2 DAS ENERGIESYSTEM ERDE 12 1.2.3 KOHLENDIOXIDEMISSION, AUSWIRKUNGEN AUF DAS KLIMA ... 15 1.3 KRAFTWERKE UND UMWELT 18 1.4 ENERGIEUMWANDLUNG 20 1.5 ENERGIEVERBRAUCH BEI DER ENERGIEGEWINNUNG 22 1.6 DAS VERBUNDNETZ, ANFORDERUNGEN AN KRAFTWERKE 23 1.7 FAZIT 29 LITERATUR 29 ENERGIEQUELLEN 31 2.1 ENERGIEQUELLEN UND DEREN BEWERTUNG 31 2.2 FOSSILE BRENNSTOFFE 34 2.2.1 ALLGEMEINES 34 2.2.2 KOHLEN 35 2.2.3 ERDOEL . 40 2.2.4 ERDGAS 42 2.2.5 UMWELTBELASTUNG DURCH DIE NUTZUNG FOSSILER BRENNSTOFFE 43 2.3 NUKLEARE BRENNSTOFFE 47 2.3.1 ALLGEMEINES 47 2.3.2 RESSOURCEN AN KERNBRENNSTOFFEN 47 2.3.3 BRENNSTOFFKREISLAUF FUER LEICHTWASSERREAKTOREN 49 2.3.4 UMWELTBELASTUNGEN DURCH DIE NUTZUNG DER KERNENERGIE 51 2.4 GEOTHERMIE 51 2.4.1 GRUNDLAGEN 51 2.4.2 UMWELTBELASTUNGEN DURCH DIE NUTZUNG DER ERDWAERME. . 55 X INHALTSVERZEICHNIS 2.5 SONNENENERGIE 55 2.5.1 SONNENENERGIE UND UMGEWANDELTE ENERGIEFORMEN ...... 55 2.5.2 UMWELTBELASTUNGEN DURCH DIE NUTZUNG VON WIND UND SONNE 58 2.6 FAZIT 59 LITERATUR 60 3 UMWANDLUNG VON WAERME IN ARBEIT 63 3.1 EINLEITUNG 63 3.2 DER DAMPFKRAFTPROZESS 67 3.2.1 DER IDEALE CLAUSIUS-RANKINE-PROZESS 67 3.2.2 IRREVERSIBLE ZUSTANDSAENDERUNGEN 71 3.3 MASSNAHMEN ZUR VERBESSERUNG DES THERMISCHEN WIRKUNGSGRADES 74 3.3.1 GRUNDSAETZLICHE GESICHTSPUNKTE 74 3.3.2 ERHOEHUNG DES FRISCHDAMPFZUSTANDES 74 3.3.3 ZWISCHENUEBERHITZUNG 75 3.3.4 REGENERATIVE SPEISEWASSERVORWAERMUNG 79 3.3.5 EINFLUSS DES KONDENSATORDRUCKES 83 3.3.6 KRAFT-WAERME-KOPPLUNG 84 3.4 KREISPROZESSE MIT HOMOGENEN MEDIEN - GASTURBINENPROZESS ... 85 3.4.1 DER JOULE-PROZESS 85 3.4.2 VERBESSERUNGSMOEGLICHKEITEN FUER DEN JOULE-PROZESS 88 3.4.3 SONDERFORMEN DES GASTURBINENPROZESSES 92 3.5 FAZIT 93 LITERATUR 94 TEIL II NUTZUNG FOSSILER BRENNSTOFFE 4 DAMPFKRAFTWERKE 97 4.1 BEDEUTUNG UND ENTWICKLUNG DER DAMPFKRAFTWERKE 97 4.2 STOFF- UND ENERGIESTROEME IN EINEM DAMPFKRAFTWERK 99 4.3 AUFBAU EINES KRAFTWERKSBLOCKS 101 4.3.1 AUFGABENSTELLUNG 101 4.3.2 GESAMTANORDNUNG 102 4.3.3 AUSFUEHRUNGSBEISPIEL EINES DAMPFKRAFTPROZESSES 104 4.4 REALISIERUNG UND KOSTEN 106 4.5 FAZIT 108 LITERATUR 109 5 GRUNDLAGEN DER VERBRENNUNGSTECHNIK 111 5.1 BEGRIFFE UND DEFINITIONEN 111 5.2 ENERGIEBILANZ DER VERBRENNUNG 113 5.3 STOFFBILANZ DER VERBRENNUNG 113 5.3.1 ELEMENTARE VERBRENNUNGSRECHNUNG 113 INHALTSVERZEICHNIS XI 5.3.2 STATISTISCHE VERBRENNUNGSRECHNUNG 118 5.3.3 RAUCHGASZUSAMMENSETZUNG 120 5.3.4 STOFFDATEN 121 5.4 ANMERKUNGEN ZUM VERBRENNUNGSABLAUF 125 5.5 FAZIT 129 LITERATUR 130 FEUERUNGSSYSTEME UND -ANLAGEN 131 6.1 ALLGEMEINES 131 6.2 FEUERUNGSSYSTEME FUER FESTE BRENNSTOFFE 133 6.2.1 ROSTFEUERUNGEN 133 6.2.2 STAUBFEUERUNGEN 139 6.2.3 WIRBELSCHICHTFEUERUNGEN 169 6.3 FEUERUNGSSYSTEME FUER OEL UND GAS 179 6.3.1 ALLGEMEINES 179 6.3.2 ZERSTAEUBUNG 180 6.3.3 BRENNER FUER OEL- UND GASFEUERUNGEN 181 6.4 VERLUSTE BEI DER VERBRENNUNG 182 6.5 FAZIT 183 LITERATUR 184 DAMPFERZEUGER 185 7.1 ALLGEMEINES 185 7.2 DAMPFERZEUGERSYSTEME 186 7.2.1 EINLEITUNG 186 7.2.2 NATURUMLAUF 186 7.2.3 ZWANGUMLAUF 193 7.2.4 ZWANGDURCHLAUF 194 7.2.5 ZWANGDURCHLAUF MIT VOLLASTUMWAELZUNG 199 7.3 DER VERDAMPFUNGSPROZESS 200 7.3.1 STROEMUNGSFORMEN UND WAERMEUEBERGANG IN DEN VERDAMPFERROHREN 200 7.3.2 DURCHFLUSS UND MASSENSTROMDICHTE IM VERDAMPFER 205 7.3.3 WASSER/DAMPFTRENNUNG 207 7.4 KONVEKTIVHEIZFLAECHEN 212 7.4.1 ALLGEMEINES 212 . 7.4.2 WAERMEUEBERGANG 213 7.4.3 ROHRWANDTEMPERATUREN 215 7.4.4 UEBERHITZER 216 7.4.5 ZWISCHENUEBERHITZER 219 7.5 UEBERHITZERANORDNUNG UND KESSELBAUART 221 7.6 WIRKUNGSGRAD ., 224 7.6.1 BEGRIFFSBESTIMMUNGEN 225 7.6.2 WAERMETECHNISCHE AUSLEGUNG 229 7.7 REGELUNG VON DAMPFERZEUGERANLAGEN 230 XII INHALTSVERZEICHNIS 7.7.1 EINLEITUNG 230 7.7.2 DAS MEHRGROESSENSYSTEM ZWANGDURCHLAUFDAMPFERZEUGER . 231 7.7.3 DAMPFTEMPERATURREGELUNG 235 7.7.4 BESONDERHEITEN BEIM TROMMELKESSEL 237 7.7.5 ANDERE DAMPFERZEUGER-REGELKREISE 238 7.8 FESTIGKEITSBERECHNUNG VON DRUCKTEILEN 238 7.8.1 WERKSTOFFE 238 7.8.2 FESTIGKEITSNACHWEIS 241 7.8.3 WAERMESPANNUNGEN 243 7.9 SPEISEWASSER 248 7.10 FAZIT 251 LITERATUR 252 8 DAMPFTURBINEN 255 8.1 GRUNDLAGEN 255 8.2 ELEMENTARE THEORIE AXIALER STROEMUNGSMASCHINEN 257 8.3 OPTIMALE GESCHWINDIGKEITSVERHAELTNISSE, STUFENZAHL 264 8.4 VERLUSTE UND WIRKUNGSGRAD 266 8.5 BETRIEBSWEISE UND .REGELUNG VON DAMPFTURBINEN 267 8.5.1 FESTDRUCKBETRIEB 268 8.5.2 GLEITDRUCKBETRIEB 270 8.5.3 MODIFIZIERTER GLEITDRUCK 270 8.6 AUFBAU EINER DAMPFTURBINE 270 8.7 SICHERHEITSEMRICHTUNGEN, UMLEITSTATION, ANFAHREN 273 8.8 FAZIT 276 LITERATUR 276 9 KUEHLSYSTEM 277 9.1 ALLGEMEINES 277 9.2 SYSTEMAUFBAU EINER KONDENSATORANLAGE 278 9.3 KONDENSATORBAUARTEN 279 9.3.1 MISCHKONDENSATOREN 279 9.3.2 OBERFLAECHENKONDENSATOREN 281 9.4 RUECKKUEHLANLAGEN 284 9.4.1 ABLAUFKUEHLUNG 284 9.4.2 KREISLAUFKUEHLUNG 288 LITERATUR 289 10 SPEISEWASSERVERSORGUNG 291 10.1 ALLGEMEINES 291 10.2 MISCHVORWAERMER 293 10.2.1 SPEISEWASSERBEHAELTER UND ENTGASER 294 10.3 OBERFLAECHENVORWAERMER 294 10.4 SPEISEPUMPEN 296 LITERATUR 297 INHALTSVERZEICHNIS XIII 11 RAUCHGASREINIGUNG 299 11.1 EINLEITUNG 299 11.2 ENTSTAUBUNG 299 11.2.1 KENNZEICHNUNG DES FLUGSTAUBES 299 11.2.2 ENTSTAUBUNGSSYSTEME 300 11.3 ENTSCHWEFELUNG 304 11.4 STICKOXIDREDUKTION 308 11.5 ENTSORGUNG DER RUECKSTAENDE 310 11.6 FAZIT 310 LITERATUR 310 12 DYNAMIK DER MW-ERZEUGUNG IN DAMPFKRAFTWERKEN 311 12.1 EINLEITUNG 311 12.2 MODELLBILDUNG 313 12.2.1 ALLGEMEINES 313 12.2.2 K D -THEORIE 313 12.2.3 KESSELMODELLE 318 12.2.4 MODELL DES DAMPFERZEUGERS MIT TURBOGRUPPE 325 12.3 FAZIT 328 LITERATUR » * 329 13 DAS LETZTE PROBLEM FOSSIL GEFEUERTER KRAFTWERKE: CO 2 - SEQUESTRIERUNG 331 13.1 DIE NEUE AUFGABE 331 13.2 CO 2 -ABSCHEIDUNG 332 13.2.1 ABSCHEIDEAENLAGEN 332 13.2.2 VERBRENNUNG IN O 2 /CO 2 -ATMOSPHAERE 334 13.2.3 BRENNSTOFFUMWANDLUNG 335 13.3 TRANSPORT, SPEICHERUNG, RISIKEN 336 13.4 FAZIT 337 LITERATUR 338 14 NUTZUNG FOSSILER BRENNSTOFFE IN GAS* UND DAMPFTURBINENKRAFTWERKEN 339 14.1 EINLEITUNG : V 339 14.1.1 KOHLEVERGASUNG 340 14.1.2 AUFBAU EINER GASTURBINE 345 14.2 KOMBINIERTE KRAFTWERKSPROZESSE MIT GAS- UND DAMPFTURBINEN 349 14.2.1 GAS- UND DAMPFTURBINENPROZESS MIT NICHTBEFEUERTEM ABHITZEKESSEL 349 14.3 KOMBIKRAFTWERKE MIT AUFGELADENER FEUERUNG UND HEISSGASREINIGUNG 357 14.3.1 ALLGEMEINES 357 14.3.2 ANLAGEN MIT AUFGELADENER WIRBELSCHICHT 359 14.3.3 ANLAGEN MIT AUFGELADENEN STAUBFEUERUNGEN 359 XIV INHALTSVERZEICHNIS 14.4 ANDERE VORSCHALTPROZESSE 361 14.4.1 ALLGEMEINES 361 14.4.2 ZWEISTOFF-KRAFTWERKSPROZESSE MIT KALIUM UND WASSER .. 361 14.5 ENERGIESPEICHERUNG MIT LUFTSPEICHER-GASTURBINENKRAFTWERKEN . 363 14.6 FAZIT 365 LITERATUR 365 15 ALTERNATIVE PROZESSE ZUR NUTZUNG FOSSILER BRENNSTOFFE 367 15.1 EINLEITUNG 367 15.2 BRENNSTOFFZELLEN 367 15.2.1 ALLGEMEINES 367 15.2.2 THERMODYNAMIK DER BRENNSTOFFZELLE 369 15.2.3 TYPENVIELFALT 374 15.2.4 AUFBAU EINES BRENNSTOFFZELLENKRAFTWERKS 378 15.2.5 FAZIT 379 15.3 MAGNETOHYDRODYNAMISCHE ENERGIEWANDLER 380 15.3.1 GRUNDLAGEN 380 15.3.2 MHD-KRAFTWERKE 385 15.3.3 FAZIT 387 LITERATUR = 388 TEIL III NUTZUNG NUKLEARER UND REGENERATIVER ENERGIEN 16 KERNSPALTUNG 391 16.1 EINLEITUNG 391 16.2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 391 16.2.1 KETTENREAKTION 397 16.2.2 SPALTREAKTIONEN 398 16.2.3 NACHWAERME 407 16.2.4 KONVERSION UND BRUETEN 408 16.3 AUFBAU VON KERNREAKTOREN 409 16.3.1 ALLGEMEINES 409 16.3.2 KLASSIFIZIERUNG 410 16.4 GRUNDZUEGE DER REAKTORWAERMETECHNIK 412 16.4.1 LEISTUNGSDICHTE 412 16.4.2 DRUCKWASSERREAKTOR , 416 16.4.3 SIEDEWASSERREAKTOR 418 16.4.4 BRUTREAKTOREN 420 16.4.5 HOCHTEMPERATURREAKTOREN 422 16.5 ENTSORGUNG 424 16.6 SICHERHEIT UND RISIKEN 425 16.6.1 VORBEMERKUNG 425 16.6.2 REAKTORSICHERHEIT 425 16.7 FAZIT 429 INHALTSVERZEICHNIS XV LITERATUR 430 17 KERNFUSION 431 17.1 VORBEMERKUNG 431 17.2 GRUNDLAGEN 431 17.3 FUSIONSREAKTOREN 434 17.3.1 MAGNETISCHER EINSCHLUSS 435 17.3.2 TRAEGHEITSEINSCHLUSS 441 17.4 FAZIT 442 LITERATUR .442 18 NUTZUNG ERNEUERBARER ENERGIEQUELLEN 445 18.1 EINLEITUNG 445 18.2 WASSERKRAFT 446 18.2.1 ALLGEMEINES 446 18.2.2 LAUFWASSERKRAFTWERKE UND SPEICHERKRAFTWERKE 447 18.2.3 GEZEITENKRAFTWERKE 452 18.2.4 FAZIT 455 18.3 SONNENENERGIE 456 18.3.1 ALLGEMEINES . 456 18.3.2 WAERMETRANSPORT DURCH STRAHLUNG 461 18.3.3 TECHNISCHE NUTZUNG DER SONNENENERGIE 464 18.3.4 THERMISCHE SOLARKRAFTWERKE 469 18.3.5 PHOTOVOLTAISCHE ENERGIEUMWANDLUNG 472 18.3.6 FAZIT 480 18.4 WINDENERGIE 481 18.4.1 ALLGEMEINES 481 18.4.2 GRUNDLAGEN 482 18.4.3 WINDENERGIENUTZUNG 485 18.4.4 BETRIEB VON WINDANLAGEN 489 18.4.5 AUFWINDKRAFTWERK 490 18.4.6 FAZIT 492 18.5 FOLGERUNGEN FUER DIE NUTZUNG REGENERATIVER ENERGIEQUELLEN .... 493 LITERATUR 493 TEIL IV ZUKUNFTSPERSPEKTIVEN 19 STATUS UNSERER ENERGIEVERSORGUNG 497 19.1 GEGENWAERTIGER STAND 497 19.1.1 BEVOELKERUNGSEXPLOSION 499 19.1.2 WARUM VERBRAUCHEN MODERNE GESELLSCHAFTEN SOVIEL ENERGIE? 499 19.1.3 DIE FOSSILEN ENERGIEQUELLEN GEHEN IHRER ERSCHOEPFUNG ENTGEGEN 501 XVI INHALTSVERZEICHNIS 19.1.4 GIBT ES ERSATZ FUER DIE FOSSILEN ENERGIEQUELLEN? 502 19.2 MOEGLICHE ENTWICKLUNGEN 505 LITERATUR 508 A ANHANG 509 A.L /I,S-DIAGRAMM FUER WASSER 510 A.2 /I,P-DIAGRAMM FUER WASSER 511 A.3 T,S-DIAGRAMM FUER WASSER 512 A.4 DEZIMALFAKTOREN 513 A.5 PHYSIKALISCHE KONSTANTEN 513 A.6 EINHEITEN 514 A.6.1 BASISEINHEITEN 514 A.6.2 ABGELEITETE EINHEITEN 514 SACHVERZEICHNIS 515
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